高溫合金GH/NS
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描述：GH2035A是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，使用溫度在750°C以下。該合金是在GH2035合金的基礎(chǔ)上調(diào)整了碳、硼、鋁和鈦的含量，并改變了熱處理制度而發(fā)展成的。該合金除了具有原合金的優(yōu)點(diǎn)外，還具有更高的強(qiáng)度、更好的組織穩(wěn)定性和良好的熱加工性能。主要產(chǎn)品有熱軋和鍛制棒材、鍛件和環(huán)形件等。
規(guī)格：板，棒，帶，線，管，可定制
GH2035A高溫合金
1合金介紹
1.1概述
GH2035A是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，使用溫度在750°C以下。該合金是在GH2035合金的基礎(chǔ)上調(diào)整了碳、硼、鋁和鈦的含量，并改變了熱處理制度而發(fā)展成的。該合金除了具有原合金的優(yōu)點(diǎn)外，還具有更高的強(qiáng)度、更好的組織穩(wěn)定性和良好的熱加工性能。主要產(chǎn)品有熱軋和鍛制棒材、鍛件和環(huán)形件等。
1.2應(yīng)用概況及特性
合金已用于制造多種航空發(fā)動機(jī)的渦輪內(nèi)外環(huán)和支承環(huán)等十多種零部件，現(xiàn)已投入批量生產(chǎn)。
合金長期時(shí)效后析岀σ相，但長大速度很慢，且長大到一定長度后不再增長。700°C×10000h和750°C×4000h時(shí)效時(shí),析出的σ相尺寸都在20μm以下，對合金的性能影響較小。
1.3材料牌號
GH2035A(GH1035A,GH35A)。
相近牌號
無。
材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
GB/T14992高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類和牌號
GJB3165A航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規(guī)范
HB/Z140航空用高溫合金熱處理工藝
1.6熔煉工藝
采用電弧爐+電渣重熔、或非真空感應(yīng)爐+電渣重熔、或真空感應(yīng)爐+電渣重熔熔煉工藝。
1.7化學(xué)成分
摘自GB/T14992,見表1-1。
表1-1（想要更多數(shù)據(jù)，可與13472787990聯(lián)系）
元素 | C | Cr | Ni | w | Al | Ti | Fe |
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% | 0.05~0.11 | 20.00?23.00 | 35.00~40.00 | 2.50?3.50 | 0.20?0.70 | 0.80~1.30 | 余 |
元素 | B | Ce | Mg | Si | Mn | S | p |
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% | 0.010 | 0.050 | ≤0.010 | ≤0.80 | ≤0.70 | ≤0.020 | ≤0.030 |
1.8熱處理制度
摘自HB/Z140,熱軋和鍛制棒材、鍛件的標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度為：1080°C×2h/WQ+680°C×16h/AC。
1.9品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)
1.9.1主要規(guī)格
棒材的直徑一般為20mm?300mm,通常長度為2000mm?6000mm；各種規(guī)格的鍛件和環(huán)形件。
1.9.2供應(yīng)狀態(tài)
熱軋和鍛制棒材、鍛件和環(huán)形件一般不經(jīng)熱處理供應(yīng)。
2物理、彈性和化學(xué)性能
2.1熔化溫度范圍
2.2相變點(diǎn)
熱導(dǎo)率
電阻率
熱擴(kuò)散率（表2-1）
表2-1E
θ/°C | 250 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
Q/(10^6m^2/s) | 3.8 | 3.95 | 4.2 | 4.4 | 4.65 | 4.9 | 5.15 | 5.4 | 5.6 |
2.6比熱容（表2-2）
表2-2
θ/°C | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
385 | 448 | 486 | 515 | 540 | 561 | 582 | 599 | 712 |
2.7線膨脹系數(shù)（表2-3）
表2-3
θ/°C | 20?100 | 20?200 | 20?300 | 20?400 | 20?500 | 20?600 | 20?700 | 20?800 | 20?900 |
a/(10^-6℃^-1 | 13.9 | 15.05 | 15.9 | 16.05 | 16.1 | 16.45 | 16.6 | 17.2 | 17.3 |
2.8密度
p=8.17g/cm^3
2.9磁性能
2.10彈性性能（表2-4）
表2-4
θ/°C | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
Ed/GPa | 215 | 214 | 209 | 202 | 193 | 186 | 177 | 167 | 158 | 148 |
2.11化學(xué)性能
2.11.1抗氧化性能
合金在空氣介質(zhì)中，1000°C和1100°C試驗(yàn)100h的氧化速率見表2-5。
2.11.2耐腐蝕性能
θ/°C | 1000 | 1100 |
100h的氧化速率/[g/(m2?h)] | 0.1997 | 0.4134 |
3力學(xué)性能
3.1供貨技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
3.1.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能（表3-1）
表3-1
標(biāo)準(zhǔn)號 | 品種 | 熱處理（想要更多數(shù)據(jù)，可與021-67898711聯(lián)系） | 室溫拉伸性能 | 700°C、196MPa持久性能 | |||
GJB3165A | 熱軋和鍛制棒材 | 1080°C±10℃×2H/WQ +680°C±10℃×16h/AC | σb/MPa | σpo.2/MPa | δ5/% | ψ/% | τ/h |
≥590 | ≥345 | ≥28 | ≥35 | ≥50 | |||
3.1.2生產(chǎn)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、基值和設(shè)計(jì)許用值
3.2短時(shí)力學(xué)性能
3.2.1硬度
合金經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理，室溫硬度為HBS230。
3.2.2沖擊性能
3.2.2.1棒材和90mm方坯，不同溫度的沖擊韌性見表3-2。
3.2.2.2棒材經(jīng)不同長期時(shí)效，室溫沖擊韌性見表3-3。
3.2.3壓縮性能
3.2.4扭轉(zhuǎn)性能
表3-2
取樣/mm | 熱處理 | θ/°C | aKu/（kJ/m^2） |
棒材 | 標(biāo)準(zhǔn)熱處理 | 20 | 1780 |
90方坯 | 20 | 1540 | |
400 | 1600 | ||
500 | 1400 | ||
600 | 1340 | ||
700 | 1540 | ||
800 | 1660 | ||
900 | 2600 |
3.2.5剪切性能
表3-3
時(shí)效規(guī)范 | 室溫aKu/（kJ/m^2） | 時(shí)效規(guī)范 | 室溫aKu/CkJ/m^2） | 時(shí)效規(guī)范 | 室溫aKu/（kJ/m^2） | |||
θ/°C | t/h | θ/°C | t/h | θ/°C | t/h | |||
650 | 500 | 1250 | 700 | 1000 | 1070 | 750 | 250 | 1420 |
1000 | 1180 | 2000 | 630 | 500 | 1190 | |||
2000 | 1040 | 3500 | 400 | 1000 | 750 | |||
5300 | 760 | 5000 | 230 | 2000 | 430 | |||
700 | 250 | 1300 | 10000 | 140 | 4000 | 280 | ||
500 | 1170 | 750 | 100 | 1590 | 一 | 一 | — | |
注：棒材取樣，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理。 | ||||||||
3.2.6拉伸性能
3.2.6.1棒材和90mm方坯，不同溫度的拉伸性能見表3-4。
3.2.6.2棒材經(jīng)不同長期時(shí)效，室溫拉伸性能見表3-5。
表3-44
取樣/mm | θ/°C | σb/MPa | σpo.2/MPa | δ5/% | ψ/% | 取樣/mm | θ/°C | σb/MPa | σpo.2/MPa | δ5/% | ψ/% |
d23棒 | 20 | 942 | 467 | 30 | 51 | 90方坯 | 600 | 703 | 394 | 29 | 43 |
90方坯 | 20 | 873 | 424 | 33 | 57 | 650 | 662 | 382 | 29 | 45 | |
300 | 767 | 373 | 32 | 52 | 700 | 588 | 370 | 29 | 36 | ||
400 | 738 | 365 | 32 | 52 | 750 | 485 | 341 | 29 | 39 | ||
500 | 731 | 372 | 34 | 52 | 800 | 321 | 270 | 59 | 77 | ||
550 | 708 | 348 | 34 | 55 | 900 | 145 | 69 | 101 | 97 | ||
注：冶煉工藝為非真空感應(yīng)爐+電渣，試樣經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理。 | |||||||||||
表3-5
取樣 | 時(shí)效規(guī)范 | 室溫拉伸 | 取樣 | 時(shí)效規(guī)范 | 室溫拉伸 | ||||||||
θ/°C | τ/h | σb/MPa | σpo.2/MPa | δ5/% | ψ/% | θ/°C | τ/h | σb/MPa | σpo.2/MPa | δ5/% | ψ/% | ||
棒材 標(biāo)準(zhǔn) 熱處理 | 一 | 一 | 955 | 485 | 28 | 50 | 棒材 標(biāo)準(zhǔn) 熱處理 | 650 | 2000 | 965 | 538 | 25 | 45 |
650 | 500 | 976 | 517 | 26 | 48 | 5300 | 977 | 493 | 27 | 43 | |||
1000 | 964 | 521 | 26 | 48 | 700 | 250 | 932 | 514 | 29 | 46 | |||
續(xù)表3-5
取樣 | 時(shí)效規(guī)范 | 室溫拉伸 | 取樣 | 時(shí)效規(guī)范 | 室溫拉伸 | ||||||||
θ/°C | τ/h | σb/MPa | σpo.2/MPa | δ5/% | ψ/% | θ/°C | τ/h | σb/MPa | σpo.2/MPa | δ5/% | ψ/% | ||
棒材標(biāo)準(zhǔn)熱處理 | 700 | 500 | 918 | 511 | 27 | 47 | 棒材標(biāo)準(zhǔn)熱處理 | 750 | 100 | 864 | 459 | 31 | 53 |
1000 | 914 | 495 | 25 | 42 | 250 | 853 | 453 | 31 | 52 | ||||
2000 | 908 | 497 | 25 | 38 | 500 | 851 | 443 | 31 | 51 | ||||
3500 | 926 | 504 | 23 | 34 | 1000 | 879 | 461 | 29 | 45 | ||||
5000 | 914 | 500 | 20 | 30 | 2000 | 846 | 459 | 25 | 37 | ||||
10000 | 906 | 500 | 17 | 28 | 4000 | 828 | 458 | 26 | 31 | ||||
3.3持久和蠕變性能
3.3.1持久性能
3.3.1.190mm方坯不同溫度和時(shí)間的持久極限見表3-6；不同溫度持久應(yīng)力-壽命曲線見圖3-1,持久熱強(qiáng)參數(shù)綜合曲線見圖3-2。
3.3.1.290mm方坯不同溫度光滑和缺口持久性能見表3-7。
3.3.1.3棒材經(jīng)不同長期時(shí)效，700°C、245MPa的持久性能見表3-8。
表3-6[45]
取樣/mm | θ/°C | cr,,h/MPa | 取樣/mm | θ/°C | b〃h/MPa | ||||||||
σ50 | σ100 | σ200 | σ500 | σ1000 | σ50 | σ100 | σ200 | σ500 | σ1000 | ||||
90方坯 | 550 | 620 | 590 | 560 | 520 | 490 | 90方坯 | 700 | 310 | 280 | 245 | 205 | 185 |
標(biāo)準(zhǔn) | 600 | 500 | 480 | 455 | 430 | 410 | 標(biāo)準(zhǔn) | 750 | 200 | 170 | 145 | 110 | 80 |
熱處理 | 650 | 420 | 390 | 360 | 330 | 300 | 熱處理 | 800 | 125 | 105 | 90 | 65 | 45 |
表3-7
取樣/mm | θ/°C | σ/MPa | τ/h | δ5/% | ψ/% | τH/h | 取樣/mm | θ/°C | σ/MPa | τ/h | δ5/% | ψ/% | τH/h |
90方坯 標(biāo)準(zhǔn) 熱處理 | 550 | 570 | 199 | 19 | 22 | 385 | 90方坯 標(biāo)準(zhǔn) 熱處理 | 700 | 275 | 125 | 25 | 27 | 350 |
600 | 470 | 152 | 13 | 20 | 352 | 750 | 175 | 90 | 56 | 56 | 372 | ||
650 | 370 | 135 | 26 | 28 | 211 | 800 | 100 | 152 | 62 | 71 | 325 | ||
①缺口半徑r=0.2mm. | |||||||||||||
表3-8
取樣 | 時(shí)效規(guī)范 | 700°C、245MPa持久 | 取樣 | 時(shí)效規(guī)范 | 700°C、245MPa持久 | ||||
θ/°C | t/h | τ/h | ψ/% | θ/°C | t/h | τ/h | ψ/% | ||
棒材標(biāo)準(zhǔn)熱處理 | — | — | 275 | 31 | 棒材標(biāo)準(zhǔn)熱處理 | 700 | 3500 | 78 | 55 |
650 | 500 | 283 | 40 | 5000 | 69 | 56 | |||
1000 | 275 | 40 | 10000 | 86 | 55 | ||||
2000 | 208 | 44 | 750 | 100 | 104 | 48 | |||
5300 | 241 | 42 | 250 | 62 | 54 | ||||
700 | 250 | 255 | 28 | 500 | 44 | 54 | |||
500 | 102 | 41 | 1000 | 40 | 54 | ||||
1000 | 95 | 48 | 2000 | 48 | 53 | ||||
2000 | 76 | 54 | 4000 | 41 | 57 | ||||
圖3-2 90mm方坯不同溫度的持久應(yīng)力-壽命曲線
3.3.2蠕變性能
棒材700°C,100h的蠕變性能見表3-9。
取樣/mm | 熱處理 | θ/°C | t/h | σ/MPa | εt/% | εp/% | εe/% |
d23棒 | 標(biāo)準(zhǔn)熱處理 | 700 | 100 | 245 | 2.27 | 2.18 | 0.09 |
圖3-2 90mm方坯的持久熱強(qiáng)參數(shù)綜合曲線
表3-9
3.4疲勞性能
3.4.1局周疲勞
合金650C、Nf=10^7周，旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞極限σ-1=370MPa。
3.4.2低周疲勞
3.4.3特種疲勞
3.5裂紋擴(kuò)展速率
3.6斷裂韌度
3.7松弛性能
4工藝性能與要求
4.1成形工藝與性能
合金熱加工性能優(yōu)良，加熱溫度范圍寬，一次允許變形量大。頂鍛臨界壓下量與溫度關(guān)系見圖4-1。在800°C?1230°C,變形量3%?91%都沒出現(xiàn)裂紋。
合金的熱加工再結(jié)晶圖見圖4-2,再結(jié)晶圖見圖4-3。
合金最適宜的加工溫度為950°C~1170°C。
4.2工藝性能
4.3焊接性能
4.4零件熱處理工藝
零件熱處理制度為1080°C×2h/WQ+680°C×16h/AC。
圖4-1 臨界壓下量與溫度的關(guān)系
圖4-2合金加工再結(jié)晶圖
4.5表面處理工藝
4.6切削加工與磨削性能
無特殊要求。
5組織結(jié)構(gòu)
5.1相變溫度
5.2時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
合金中微量相的總數(shù)約占合金重量的0.4%?0.8%,隨時(shí)效溫度和時(shí)間的變化量見圖5-1
5.3典型組織
合金標(biāo)準(zhǔn)熱處理狀態(tài)的組織由γ基體、γ′相、M23C6型碳化物、M3B2型硼化物和TiC相組成，組織和析出相形貌見圖5-2。
合金中ω(γ′)約占合金的3%,尺寸7nm,化學(xué)組成為Ni2.82Cr0.22Fe0.01Al0.27Ti0.63W0.05。在長期時(shí)效過程中y'數(shù)量略有增加，組成變化不大，隨時(shí)效時(shí)間延長和溫度升高，γ′尺寸增大，但長大速度緩慢。700°C×10000h時(shí)效時(shí)，尺寸為60nm。合金長期時(shí)效后析出γ′相，但長大速度很慢，且長大到一定長度后不再加長。700°C×1000h和750°C×4000H時(shí)效時(shí),σ相尺寸都在20μm以下，因此對性能影響較小。
圖5-1合金中微量相總量在長期時(shí)效中的變化。（想要更多數(shù)據(jù)，可與021-67898711上海墨鉅聯(lián)系）
參考文獻(xiàn)
略。。
